git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - tests/videogen.c

   1 /*
   2  * Generates a synthetic YUV video sequence suitable for codec testing.
   3  * NOTE: no floats are used to guaranty a bit exact output.
   4  */
   5 #include <stdlib.h>
   6 #include <stdio.h>
   7
   8 #define SCALEBITS 8
   9 #define ONE_HALF  (1 << (SCALEBITS - 1))
  10 #define FIX(x)    ((int) ((x) * (1L<<SCALEBITS) + 0.5))
  11 typedef unsigned char uint8_t;
  12
  13 static void rgb24_to_yuv420p(uint8_t *lum, uint8_t *cb, uint8_t *cr,
  14                               uint8_t *src, int width, int height)
  15 {
  16     int wrap, wrap3, x, y;
  17     int r, g, b, r1, g1, b1;
  18     uint8_t *p;
  19
  20     wrap = width;
  21     wrap3 = width * 3;
  22     p = src;
  23     for(y=0;y<height;y+=2) {
  24         for(x=0;x<width;x+=2) {
  25             r = p[0];
  26             g = p[1];
  27             b = p[2];
  28             r1 = r;
  29             g1 = g;
  30             b1 = b;
  31             lum[0] = (FIX(0.29900) * r + FIX(0.58700) * g +
  32                       FIX(0.11400) * b + ONE_HALF) >> SCALEBITS;
  33             r = p[3];
  34             g = p[4];
  35             b = p[5];
  36             r1 += r;
  37             g1 += g;
  38             b1 += b;
  39             lum[1] = (FIX(0.29900) * r + FIX(0.58700) * g +
  40                       FIX(0.11400) * b + ONE_HALF) >> SCALEBITS;
  41             p += wrap3;
  42             lum += wrap;
  43
  44             r = p[0];
  45             g = p[1];
  46             b = p[2];
  47             r1 += r;
  48             g1 += g;
  49             b1 += b;
  50             lum[0] = (FIX(0.29900) * r + FIX(0.58700) * g +
  51                       FIX(0.11400) * b + ONE_HALF) >> SCALEBITS;
  52             r = p[3];
  53             g = p[4];
  54             b = p[5];
  55             r1 += r;
  56             g1 += g;
  57             b1 += b;
  58             lum[1] = (FIX(0.29900) * r + FIX(0.58700) * g +
  59                       FIX(0.11400) * b + ONE_HALF) >> SCALEBITS;
  60
  61             cb[0] = ((- FIX(0.16874) * r1 - FIX(0.33126) * g1 +
  62                       FIX(0.50000) * b1 + 4 * ONE_HALF - 1) >> (SCALEBITS + 2)) + 128;
  63             cr[0] = ((FIX(0.50000) * r1 - FIX(0.41869) * g1 -
  64                      FIX(0.08131) * b1 + 4 * ONE_HALF - 1) >> (SCALEBITS + 2)) + 128;
  65
  66             cb++;
  67             cr++;
  68             p += -wrap3 + 2 * 3;
  69             lum += -wrap + 2;
  70         }
  71         p += wrap3;
  72         lum += wrap;
  73     }
  74 }
  75
  76 /* cif format */
  77 #define DEFAULT_WIDTH   352
  78 #define DEFAULT_HEIGHT  288
  79 #define DEFAULT_NB_PICT 50 /* 2 seconds */
  80
  81 void pgmyuv_save(const char *filename, int w, int h,
  82                  unsigned char *rgb_tab)
  83 {
  84     FILE *f;
  85     int i, h2, w2;
  86     unsigned char *cb, *cr;
  87     unsigned char *lum_tab, *cb_tab, *cr_tab;
  88
  89     lum_tab = malloc(w * h);
  90     cb_tab = malloc((w * h) / 4);
  91     cr_tab = malloc((w * h) / 4);
  92
  93     rgb24_to_yuv420p(lum_tab, cb_tab, cr_tab, rgb_tab, w, h);
  94
  95     f = fopen(filename,"wb");
  96     fprintf(f, "P5\n%d %d\n%d\n", w, (h * 3) / 2, 255);
  97     fwrite(lum_tab, 1, w * h, f);
  98     h2 = h / 2;
  99     w2 = w / 2;
 100     cb = cb_tab;
 101     cr = cr_tab;
 102     for(i=0;i<h2;i++) {
 103         fwrite(cb, 1, w2, f);
 104         fwrite(cr, 1, w2, f);
 105         cb += w2;
 106         cr += w2;
 107     }
 108     fclose(f);
 109
 110     free(lum_tab);
 111     free(cb_tab);
 112     free(cr_tab);
 113 }
 114
 115 unsigned char *rgb_tab;
 116 int width, height, wrap;
 117
 118 void put_pixel(int x, int y, int r, int g, int b)
 119 {
 120     unsigned char *p;
 121
 122     if (x < 0 || x >= width ||
 123         y < 0 || y >= height)
 124         return;
 125
 126     p = rgb_tab + y * wrap + x * 3;
 127     p[0] = r;
 128     p[1] = g;
 129     p[2] = b;
 130 }
 131
 132 static unsigned int myrnd(unsigned int *seed_ptr, int n)
 133 {
 134     unsigned int seed, val;
 135
 136     seed = *seed_ptr;
 137     seed = (seed * 314159) + 1;
 138     if (n == 256) {
 139         val = seed >> 24;
 140     } else {
 141         val = seed % n;
 142     }
 143     *seed_ptr = seed;
 144     return val;
 145 }
 146
 147 #define NOISE_X  10
 148 #define NOISE_Y  30
 149 #define NOISE_W  26
 150
 151 #define FRAC_BITS 8
 152 #define FRAC_ONE (1 << FRAC_BITS)
 153
 154 /* cosine approximate with 1-x^2 */
 155 int int_cos(int a)
 156 {
 157     int v, neg;
 158     a = a & (FRAC_ONE - 1);
 159     if (a >= (FRAC_ONE / 2))
 160         a = FRAC_ONE - a;
 161     neg = 0;
 162     if (a > (FRAC_ONE / 4)) {
 163         neg = -1;
 164         a = (FRAC_ONE / 2) - a;
 165     }
 166     v = FRAC_ONE - ((a * a) >> 4);
 167     v = (v ^ neg) - neg;
 168     return v;
 169 }
 170
 171 #define NB_OBJS  10
 172
 173 typedef struct VObj {
 174     int x, y, w, h;
 175     int r, g, b;
 176 } VObj;
 177
 178 VObj objs[NB_OBJS];
 179
 180 unsigned int seed = 1;
 181
 182 void gen_image(int num, int w, int h)
 183 {
 184     int r, g, b, x, y, i, dx, dy, x1, y1;
 185     unsigned int seed1;
 186
 187     if (num == 0) {
 188         for(i=0;i<NB_OBJS;i++) {
 189             objs[i].x = myrnd(&seed, w);
 190             objs[i].y = myrnd(&seed, h);
 191             objs[i].w = myrnd(&seed, w / 4) + 10;
 192             objs[i].h = myrnd(&seed, h / 4) + 10;
 193             objs[i].r = myrnd(&seed, 256);
 194             objs[i].g = myrnd(&seed, 256);
 195             objs[i].b = myrnd(&seed, 256);
 196         }
 197     }
 198
 199     /* first a moving background with gradients */
 200     /* test motion estimation */
 201     dx = int_cos(num * FRAC_ONE / 50) * 35;
 202     dy = int_cos(num * FRAC_ONE / 50 + FRAC_ONE / 10) * 30;
 203     for(y=0;y<h;y++) {
 204         for(x=0;x<w;x++) {
 205             x1 = (x << FRAC_BITS) + dx;
 206             y1 = (y << FRAC_BITS) + dx;
 207             r = ((y1 * 7) >> FRAC_BITS) & 0xff;
 208             g = (((x1 + y1) * 9) >> FRAC_BITS) & 0xff;
 209             b = ((x1 * 5) >> FRAC_BITS) & 0xff;
 210             put_pixel(x, y, r, g, b);
 211         }
 212     }
 213
 214     /* then some noise with very high intensity to test saturation */
 215     seed1 = num;
 216     for(y=0;y<NOISE_W;y++) {
 217         for(x=0;x<NOISE_W;x++) {
 218             r = myrnd(&seed1, 256);
 219             g = myrnd(&seed1, 256);
 220             b = myrnd(&seed1, 256);
 221             put_pixel(x + NOISE_X, y + NOISE_Y, r, g, b);
 222         }
 223     }
 224
 225     /* then moving objects */
 226     for(i=0;i<NB_OBJS;i++) {
 227         VObj *p = &objs[i];
 228         seed1 = i;
 229         for(y=0;y<p->h;y++) {
 230             for(x=0;x<p->w;x++) {
 231                 r = p->r;
 232                 g = p->g;
 233                 b = p->b;
 234                 /* add a per object noise */
 235                 r += myrnd(&seed1, 50);
 236                 g += myrnd(&seed1, 50);
 237                 b += myrnd(&seed1, 50);
 238                 put_pixel(x + p->x, y + p->y, r, g, b);
 239             }
 240         }
 241         p->x += myrnd(&seed, 21) - 10;
 242         p->y += myrnd(&seed, 21) - 10;
 243     }
 244 }
 245
 246 int main(int argc, char **argv)
 247 {
 248     int w, h, i;
 249     char buf[1024];
 250
 251     if (argc != 2) {
 252         printf("usage: %s file\n"
 253                "generate a test video stream\n", argv[0]);
 254         exit(1);
 255     }
 256
 257 #if 0
 258     for(i=0;i<256;i++)
 259         printf("cos(%d)=%d\n", i, int_cos(i));
 260 #endif
 261
 262     w = DEFAULT_WIDTH;
 263     h = DEFAULT_HEIGHT;
 264
 265     rgb_tab = malloc(w * h * 3);
 266     wrap = w * 3;
 267     width = w;
 268     height = h;
 269
 270     for(i=0;i<DEFAULT_NB_PICT;i++) {
 271         snprintf(buf, sizeof(buf), "%s%02d.pgm", argv[1], i);
 272         gen_image(i, w, h);
 273         pgmyuv_save(buf, w, h, rgb_tab);
 274     }
 275
 276     free(rgb_tab);
 277     return 0;
 278 }